一种椭圆形线列阵的穿护套装置及穿护套工艺

摘要

本发明公开了一种椭圆形线列阵的穿护套装置及穿护套工艺，涉及水声探测领域，该装置包括牵引绞盘A、充气钢管、转接头、椭圆内腔夹具、牵引绞盘B、椭圆形护套和裸阵，牵引绞盘A和牵引绞盘B位于充气钢管的两侧，牵引绞盘A的牵引绳将裸阵牵引至充气钢管内；转接头一端固装在充气钢管上，转接头另一端伸出充气钢管外并套入椭圆形护套头部，椭圆形护套的尾部塞装护套密封堵头；牵引绞盘B的牵引绳依次穿过护套密封堵头、椭圆形护套和转接头并与裸阵连接；椭圆形护套外安装有椭圆内腔夹具；该工艺包括装置密封工艺、夹具装配工艺和裸阵牵引工艺。本发明装置整体结构简单，加工生产方便，椭圆形护套充气后仍保持椭圆形状。

说明书

技术领域

本发明涉及水声探测的领域，具体涉及一种椭圆形线列阵的穿护套装置及穿护套工艺。

背景技术

线列阵是一种水下声信号接收设备。目前，国内外线列阵主要有两种方式：水平线列阵和垂直线列阵，其中水平线列阵分为拖曳使用的拖曳线列阵和水平布放于水底的岸基线列阵，其测量范围为水平孔径；垂直线列阵测量为垂直孔径，但都为定点布放，无法实现机动探测，不利于目标信号的抓取。

为了实现垂直孔径测量且具备机动性和连续性，增加探测范围，引入了“拖曳式垂直线列阵”的概念，即线列阵尽可能以垂直姿态在水中拖曳工作，但现有的线列阵都为圆形阵(截面为圆形)，圆形阵切割水流，水流容易在圆形阵迎流面后方产生负面层分离，产生的涡激振动引起线列阵振动以及水流的流噪声，使拖曳自噪声提高，降低探测能力。所以必须将线列阵进行扁平化设计，即线列阵的截面为椭圆形，以达到减小拖曳工作过程中产生的涡激振动从而降低流噪声的目的。

线列阵采用封闭结构：其内部的连接器、结构件、传感器、采集模块、电源模块等安装于承力绳索上，电子模块按要求导线连接后形成裸阵，裸阵穿过PU护套并通过两端的连接器与护套形成紧固和密封，最后从水密连接器的填充孔向内注入轻蜡油、硅油、固体凝胶等填充剂。因此在线列阵成阵过程中，穿护套是很关键的一个流程。

现有的线列阵都为圆柱型，圆柱形的裸阵穿入圆管护套较为简单：用密封装置在圆管护套内充气略使其鼓涨，牵引裸阵进入护套即可。但是椭圆形护套充气后会呈现圆形，椭圆形裸阵在长轴方向会与护套内壁挤压干涉，线列阵越长结构件越多则阻力越大，导致裸阵无法被牵引穿入椭圆形护套，强行牵引会造成安全事故或设备损坏。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种椭圆形线列阵的穿护套装置及穿护套工艺，解决了椭圆护套充气后与裸阵的匹配问题。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的：这种椭圆形线列阵的穿护套装置，包括牵引绞盘A、充气钢管、转接头、椭圆内腔夹具、牵引绞盘B、椭圆形护套和裸阵，牵引绞盘A和牵引绞盘B分别位于充气钢管的两侧，牵引绞盘A的牵引绳将裸阵牵引至充气钢管内；转接头一端固装在充气钢管上，转接头另一端伸出充气钢管外并套入椭圆形护套头部，椭圆形护套的尾部塞装护套密封堵头；牵引绞盘B的牵引绳依次穿过护套密封堵头、椭圆形护套和转接头并与充气钢管内的裸阵连接；转接头与护套密封堵头之间的椭圆形护套外安装有椭圆内腔夹具，用于夹持椭圆形护套。

作为优选的技术方案，所述牵引绞盘A和牵引绞盘B的牵引绳采用钢索内芯PU绳。

作为优选的技术方案，所述充气钢管采用无缝钢管制成，其一端设有用于连接转接头的安装卡口，另一端设有中心开孔的密封盖用于穿入牵引绞盘A的牵引绳；充气钢管上设有用于放气的放气阀门、用于充气的充气阀门及压力表。

作为优选的技术方案，所述转接头包括底座和固装在底座上的凸管，底座固装在充气钢管靠近牵引绞盘B的一端，并用螺栓紧固；凸管内外都为椭圆形并套入椭圆形护套。

作为优选的技术方案，所述底座上与充气钢管连接处设有密封圈。

作为优选的技术方案，所述凸管内径长短轴方向各大于裸阵1mm，凸管外径尺寸大于椭圆形护套外径尺寸2mm，凸管外周加工若干浅槽用于安装抱箍，抱箍卡装在椭圆形护套外进一步固定椭圆形护套。

作为优选的技术方案，所述椭圆内腔夹具的椭圆内腔长短轴尺寸各大于椭圆形护套外径1mm；该椭圆内腔夹具具有上夹板和下夹板，上、下夹板之间通过螺栓和连接板连接固定；椭圆内腔夹具和转接头上设置的承力结构固定。

一种椭圆形线列阵的穿护套工艺，包括以下步骤：

1)装置密封工艺：将椭圆形护套一端经过扩张后安装到转接头的凸管上并进行密封紧固，椭圆形护套尾部塞装护套密封堵头；用牵引绞盘A的牵引绳将裸阵牵引至充气钢管内；将牵引绞盘B的牵引绳依次穿过护套密封堵头、椭圆形护套、转接头，最后连接裸阵；将转接头连接至充气钢管端部的安装卡口上并用螺栓紧固；

2)夹具装配工艺：确认椭圆形护套无翻转后，将椭圆形护套平置并拉直，在椭圆形护套外安装椭圆内腔夹具，椭圆内腔夹具的上、下夹板之间通过螺栓和连接板连接固定，椭圆内腔夹具和转接头上的承力结构固定；

3)裸阵牵引工艺：用充气阀门对椭圆形护套进行充气，直至椭圆形护套完全贴合椭圆内腔夹具内壁，通过牵引绞盘B牵引裸阵进入椭圆形护套，裸阵完全进入椭圆形护套后通过放气阀门放气，拆除连接板和椭圆内腔夹具。

本发明的有益效果为：装置整体结构简单，加工生产方便，椭圆形护套充气后仍保持椭圆形状。

附图说明

图1为转接头的结构剖视图。

图2为转接头的结构立体图。

图3为本发明的结构示意图。

附图标记说明：牵引绞盘A1、充气钢管2、压力表3、转接头4、底座4-1、凸管4-2、椭圆内腔夹具5、螺栓6、牵引绞盘B7、护套密封堵头8、抱箍9、连接板10、椭圆形护套11、放气阀门12、充气阀门13、裸阵14。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做详细的介绍：

实施例：如附图3所示，这种椭圆形线列阵的穿护套装置，包括牵引绞盘A1、充气钢管2、转接头4、椭圆内腔夹具5、牵引绞盘B7、椭圆形护套11和裸阵14，牵引绞盘A1和牵引绞盘B7分别位于充气钢管2的两侧，牵引绞盘A1的牵引绳将裸阵14牵引至充气钢管2内；转接头4一端固装在充气钢管2上，转接头4另一端伸出充气钢管2外并套入椭圆形护套11头部，椭圆形护套11的尾部塞装护套密封堵头8；牵引绞盘B7的牵引绳依次穿过护套密封堵头8、椭圆形护套11和转接头4并与充气钢管2内的裸阵14连接；转接头4与护套密封堵头8之间的椭圆形护套11外安装有椭圆内腔夹具5，用于夹持椭圆形护套11。

优选地，所述牵引绞盘A1和牵引绞盘B7的牵引绳采用钢索内芯PU绳，钢索内芯能承受较大负载拉力，PU材料则和其穿过孔道的部位形成气密结构。充气钢管2采用无缝钢管制成，其一端设有用于连接转接头4的安装卡口，另一端设有中心开孔的密封盖用于穿入牵引绞盘A1的牵引绳；充气钢管2上设有用于放气的放气阀门12、用于充气的充气阀门13及压力表3。椭圆内腔夹具5的椭圆内腔长短轴尺寸各大于椭圆形护套11外径1mm；该椭圆内腔夹具5具有上夹板和下夹板，上、下夹板之间通过螺栓6和连接板10连接固定；椭圆内腔夹具5和转接头4上设置的承力结构固定。

如图1、2所示，转接头4包括底座4-1和固装在底座4-1上的凸管4-2，底座4-1固装在充气钢管2靠近牵引绞盘B7的一端，并用螺栓紧固；凸管4-2内外都为椭圆形并套入椭圆形护套11。底座4-1上与充气钢管2连接处设有密封圈。凸管4-2内径长短轴方向各大于裸阵141mm，凸管4-2外径尺寸大于椭圆形护套11外径尺寸2mm，凸管4-2外周加工6组深度为0.8mm的浅槽用于安装抱箍9，抱箍9卡装在椭圆形护套11外进一步固定椭圆形护套11。

一种椭圆形线列阵的穿护套工艺，包括以下步骤：

1)装置密封工艺：将椭圆形护套11一端经过扩张后安装到转接头4的凸管4-2上并进行密封紧固，椭圆形护套11尾部塞装护套密封堵头8；用牵引绞盘A1的牵引绳将裸阵14牵引至充气钢管2内，直至裸阵14另一端留在充气钢管2外0.5米；将牵引绞盘B7的牵引绳依次穿过护套密封堵头8、椭圆形护套11、转接头4，最后连接裸阵14；操作牵引绞盘A1将裸阵14完全拉入充气钢管2；通过转接头4向椭圆形护套11内倒入适量润滑油，将转接头4连接至充气钢管2端部的安装卡口上并用螺栓紧固；

2)夹具装配工艺：确认椭圆形护套11无翻转后，将椭圆形护套11平置在工作台上，并用牵引绞盘B7施加一定拉力将椭圆形护套11拉直，在椭圆形护套11外安装椭圆内腔夹具5，椭圆内腔夹具5的上、下夹板之间通过螺栓6和连接板10连接固定，椭圆内腔夹具5和转接头4上的承力结构固定；

3)裸阵牵引工艺：用充气阀门13对椭圆形护套11进行充气，直至椭圆形护套11完全贴合椭圆内腔夹具5内壁，通过牵引绞盘B7牵引裸阵14进入椭圆形护套11，裸阵14完全进入椭圆形护套11后通过放气阀门12放气，拆除连接板10和椭圆内腔夹具5。

本发明的工作原理：为实现椭圆截面线列阵的生产制造，必须解决椭圆形护套充气后与裸阵的匹配问题：即椭圆形护套充气后仍保持椭圆形状。为此，本发明的转接头采用适配设计，底座部位安装于充气钢管的安装卡口，凸管部位安装椭圆形护套。转接头与充气钢管和椭圆形护套之间分别进行密封设计和拉牢设计。在椭圆形护套外安装椭圆内腔的夹具，用于限制椭圆形护套充气后的形状，使其仍可保持椭圆形。由于材料为聚氨酯的椭圆形护套有较大的延伸率，其受拉力后会伸长，同时为确保椭圆内腔夹具安装的可操作性，椭圆内腔夹具采用模块式分段安装，椭圆内腔夹具之间需要安装连接板进行刚性固定，椭圆内腔夹具首端则与转接头进行固定。

可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本发明的技术方案及发明构思加以等同替换或改变都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。